化工原理課程“問題型教學(xué)模式”的探索與實踐

文/田小寧 張亞靜 沈劍

《化工原理》是化工類各專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，是幫助和引導(dǎo)學(xué)生從基礎(chǔ)教育走向?qū)I(yè)教育的關(guān)鍵專業(yè)基礎(chǔ)課程[1－3]。在教學(xué)實踐中如何加強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，引導(dǎo)學(xué)生以更有效的方法學(xué)習(xí)這門課，從而提高教學(xué)效果，是《化工原理》課程教師迫切需要解決的問題[4]。鑒于此，我們致力于探索新的教學(xué)方法，提高教學(xué)效果，問題型教學(xué)模式就是其中之一。問題型教學(xué)模式是在教學(xué)開始時，通過情境設(shè)計，將授課主要內(nèi)容以問題的形式鮮明地展現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生的學(xué)習(xí)就是圍繞著這些問題進(jìn)行探究的。問題的提出是學(xué)生進(jìn)行思維的起點，問題的教學(xué)情境設(shè)置，又成為學(xué)生思維的客觀環(huán)境，從而得到穩(wěn)定的學(xué)習(xí)結(jié)果。

一、問題型教學(xué)模式在化工原理課程中運用時應(yīng)把握的重點

1.問題的設(shè)定

設(shè)定問題的質(zhì)量高低和難易程度將直接影響到問題型教學(xué)模式的教學(xué)效果。就問題類型而言，我們可以將之大致分為三類，即與基本操作原理相關(guān)的問題、與工程應(yīng)用類相關(guān)的問題、與自主學(xué)習(xí)所得知識總結(jié)相關(guān)的問題。

2.授課內(nèi)容的合理安排

由于該課程知識點多、系統(tǒng)性強，因此在整個授課過程中，問題型教學(xué)模式的引入應(yīng)當(dāng)以保證完成所有教學(xué)大綱所要求的教學(xué)內(nèi)容為前提。問題的引入、學(xué)生對于問題的接受、最后進(jìn)入角色發(fā)揮其主觀能動性主動學(xué)習(xí)，在此過程中，授課內(nèi)容的合理安排將至關(guān)重要。

3.實施和考核的規(guī)范化

在實施問題型教學(xué)模式的過程中，除了要結(jié)合專業(yè)課程的特點以外，還要避免設(shè)置問題的盲目性和隨意性，因此，教師必須要制定詳細(xì)的實施規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。同時，為了體現(xiàn)學(xué)生在問題型教學(xué)模式的投入和質(zhì)量差異，在課程考核機制和內(nèi)容上要將問題型教學(xué)包涵進(jìn)去。

二、筆者通過講授《化工原理》課程，探索和實踐了問題型教學(xué)模式在該課程中的運用，以供大家切磋交流

1.以與授課內(nèi)容緊密相關(guān)的設(shè)定問題為主線開展課堂教學(xué)

授課過程中，首先提出幾個與本次課程內(nèi)容相關(guān)的問題，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，通過學(xué)習(xí)過程來解答所提出的問題。通過這一過程，尤其對與基本操作原理相關(guān)的問題，教學(xué)效果比較明顯。例如，對于傳熱單元的熱傳導(dǎo)和傅里葉定律，該知識點將一個復(fù)雜的熱量傳導(dǎo)過程，在理想化條件下用一個簡單的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了量化，不難掌握，但對于學(xué)生而言，該知識點枯燥抽象，無法將其形象化，因此除了死記公式之外，學(xué)生無法從根本上理解熱傳導(dǎo)發(fā)生的本質(zhì)原因以及傅里葉定律所表達(dá)的意義。于是在講這部分內(nèi)容之前，先問大家一個問題“為什么炎熱的夏天，人泡在泳池里會感覺比較涼爽?”，這時候?qū)W生會帶著問題開始思考，并將注意力集中到這個問題上，對上課內(nèi)容也產(chǎn)生了興趣。之后老師可以講解，因為人體的溫度高于水溫，在溫差的推動下，熱量將由高溫流向低溫，即熱量從人體向水中傳遞，因此人會感覺到?jīng)鏊！盀槭裁创粼诎哆叡容^悶熱呢?”因為水傳遞熱量的能力比空氣傳遞熱量的能力要強，即水的導(dǎo)熱系數(shù)比空氣的導(dǎo)熱系數(shù)要大，因此當(dāng)人泡在水中的時候熱量散失要比呆在岸邊快，因此會感到更加涼爽。不難看出，在這個問題的解答過程中，將熱傳導(dǎo)的作用原理及傅里葉定律的主要影響因素都進(jìn)行了講解，使得抽象的問題、枯燥的原理具體化形象化。

2.問題型教學(xué)模式中課時的合理分配

化工原理課程具有內(nèi)容多、知識點多的特點，因此將問題型教學(xué)模式引入到授課過程中以后，應(yīng)當(dāng)保證對于設(shè)定課程內(nèi)容的完成，如果課時分配不合理，對于習(xí)慣傳統(tǒng)教學(xué)方法的同學(xué)，學(xué)習(xí)效率反而可能降低。對于基本操作原理講解過程中，問題的引入，知識點的解答，在授課過程中教師可以自身把握。而與工程應(yīng)用類相關(guān)的問題則需要教師的引導(dǎo)以及學(xué)生課外付出時間和精力來共同完成。比如，若將東錢湖的水引入寧波工程學(xué)院翠柏校區(qū)，在這一工程項目中，應(yīng)該選用多少管徑的管路進(jìn)行輸送?水的流速是多少?輸送過程選擇什么樣的離心泵?通過這一具體工程問題的解決，學(xué)生可以將第一章流體流動及第二章流體輸送機械中所學(xué)習(xí)到的基本原理和計算公式運用到實際工程問題當(dāng)中，實現(xiàn)理論與實踐的結(jié)合，即加深了理論學(xué)習(xí)的效果，也讓學(xué)生從中得到了解決問題的樂趣。

3.合理考核機制的建立

如何量化學(xué)生在問題型教學(xué)模式中由于自身的參與和付出所得到的學(xué)習(xí)質(zhì)量的提升是激勵學(xué)生積極參與的重要因素。因此除了常規(guī)筆試以外，還應(yīng)當(dāng)靈活安排一些相關(guān)的考核。例如，對于每個學(xué)期的課程學(xué)習(xí)，以化工原理單元操作為主要參考內(nèi)容，讓學(xué)生自擬感興趣的研究題目，通過查閱文獻(xiàn)，撰寫相關(guān)報告。內(nèi)容精彩的同學(xué)，將在全班進(jìn)行PPT演講，促進(jìn)學(xué)生之間的學(xué)習(xí)和交流。

三、結(jié)束語

從筆者的實踐經(jīng)驗來看，問題型教學(xué)模式不僅能有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，而且也有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。我們期待問題型教學(xué)模式能夠在理論性和實踐性很強的其它工科主干課中加以推廣，以此提高教學(xué)質(zhì)量，使高校培養(yǎng)出合格的工程技術(shù)人才。

[1]李璐，解新安，李雁.《化工原理》啟發(fā)式教學(xué)的研究與實踐，廣東化工，2011，9，189－190.

[2]張英杰，鞏冠群.化工原理課程%興趣引導(dǎo)式教學(xué)法的探索與實踐，廣州化工，2013，41，166－167.

[3]曾嶸，魯?shù)缕剑瑮钍婪?化工原理理論教學(xué)改革的思路與措施，高教論壇，2007，1，43－44.

[4]張春桃，王海蓉.基于卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的化工原理精品課程改革探索與實踐，化工高等教育，2012，6，15－17.